Սուպեր մանրամասն ներածություն PCB-ի մասին

PCBպատրաստվում է էլեկտրոնային տպագրական տեխնոլոգիայով, ուստի այն կոչվում է տպագիր տպատախտակ։ Գրեթե բոլոր տեսակի էլեկտրոնային սարքավորումները՝ սկսած ականջակալներից, մարտկոցներից, հաշվիչներից մինչև համակարգիչներ, կապի սարքավորումներ, ինքնաթիռներ, արբանյակներ, քանի դեռ օգտագործվում են էլեկտրոնային բաղադրիչներ, ինչպիսիք են ինտեգրալ սխեմաները, PCB-ները օգտագործվում են դրանց միջև էլեկտրական փոխկապակցման համար:

PCB-ն և PCBA-ն PCB-ներ են՝ չմոնտաժված բաղադրիչներով, PCBA (Printed Circuit Board Assembly), այսինքն՝ PCB-ներ, որոնք հագեցած են էլեկտրոնային բաղադրիչներով (օրինակ՝ չիպսեր, միակցիչներ, ռեզիստորներ, կոնդենսատորներ, ինդուկտորներ և այլն):

PCB-ի ծագումը
1925-ին Չարլզ Դյուկասը ԱՄՆ-ում (հավելումների մեթոդի հեղինակը) տպեց շղթայի նախշը մեկուսիչ հիմքի վրա, այնուհետև հաջողությամբ հաղորդիչ պատրաստեց որպես լարեր՝ էլեկտրապատելով:

1936 թվականին ավստրիացի Փոլ Էյսլերը (հանումային մեթոդի հեղինակը) առաջինն էր, ով ռադիոներում օգտագործեց տպագիր տպատախտակները։

1943 թվականին ամերիկացիները տեխնոլոգիան կիրառեցին ռազմական ռադիոների վրա։ 1948 թվականին Միացյալ Նահանգները պաշտոնապես ճանաչեց գյուտը կոմերցիոն օգտագործման համար։

Տպագիր տպատախտակները լայնորեն օգտագործվում են միայն 1950-ականների կեսերից, և այսօր դրանք գերակշռում են էլեկտրոնիկայի արդյունաբերության մեջ:

Տպագիր տպատախտակները զարգացել են միաշերտից մինչև երկկողմանի, բազմաշերտ և ճկուն, և դեռ պահպանում են իրենց զարգացման միտումները: Բարձր ճշգրտության, բարձր խտության և բարձր հուսալիության, չափի շարունակական կրճատման, ծախսերի կրճատման և կատարողականի բարելավման ուղղությամբ շարունակական զարգացման շնորհիվ տպագիր տպատախտակները դեռևս պահպանում են կենսունակությունը ապագա էլեկտրոնային սարքավորումների մշակման գործում:

Տպագիր տպատախտակների արտադրության տեխնոլոգիայի ապագա զարգացման միտումների վերաբերյալ քննարկումները տանը և արտերկրում հիմնականում համահունչ են, այսինքն՝ բարձր խտության, բարձր ճշգրտության, նուրբ բացվածքի, բարակ մետաղալարերի, փոքր քայլի, բարձր հուսալիության, բազմաշերտ, բարձր արագությամբ փոխանցման: , թեթև քաշը Արտադրության առումով այն զարգանում է արտադրողականության բարձրացման, ծախսերի կրճատման, աղտոտվածության նվազեցման և հարմարվելու ուղղությամբ. բազմատեսակ և փոքր խմբաքանակի արտադրություն։

PCB-ի դերը
Մինչ տպագիր տպատախտակի հայտնվելը, էլեկտրոնային բաղադրիչների միջև փոխկապակցումը ուղղակիորեն միացված էր լարերով՝ ամբողջական միացում կազմելու համար:

Այն բանից հետո, երբ էլեկտրոնային սարքավորումներն ընդունում են տպագիր տպատախտակները, նմանատիպ տպագիր տպատախտակների հետևողականության պատճառով, ձեռքով լարերի միացման սխալները խուսափելու են:

Տպագիր տպատախտակը կարող է ապահովել մեխանիկական աջակցություն տարբեր էլեկտրոնային բաղադրիչների ամրագրման և հավաքման համար, ինչպիսիք են ինտեգրալ սխեմաները, լրացնել լարերը և էլեկտրական միացումը կամ էլեկտրական մեկուսացումը տարբեր էլեկտրոնային բաղադրիչների միջև, ինչպիսիք են ինտեգրալ սխեմաները, և ապահովել պահանջվող էլեկտրական բնութագրերը, ինչպիսիք են բնութագրերը, դիմադրություն, և այլն, կարող է ապահովել զոդման դիմակի գրաֆիկա ավտոմատ զոդման համար և տրամադրել նույնականացման նիշեր և գրաֆիկա բաղադրիչների տեղադրման, ստուգման և սպասարկման համար:
PCB-ի դասակարգում
1. Դասակարգում ըստ նպատակի
Քաղաքացիական տպագիր տպատախտակներ (սպառող)՝ տպագիր տպատախտակներ, որոնք օգտագործվում են խաղալիքների, տեսախցիկների, հեռուստացույցների, աուդիո սարքավորումների, բջջային հեռախոսների և այլնի մեջ:
Արդյունաբերական տպագիր տպատախտակներ (սարքավորումներ). տպագիր տպատախտակներ, որոնք օգտագործվում են անվտանգության, ավտոմեքենաների, համակարգիչների, կապի մեքենաների, գործիքների և այլնի մեջ:
Ռազմական տպագիր տպատախտակներ. տպագիր տպատախտակներ, որոնք օգտագործվում են օդատիեզերքում և ռադարներում և այլն:

2. Դասակարգում ըստ ենթաշերտի տեսակի
Թղթի վրա հիմնված տպագիր տպատախտակներ՝ ֆենոլային թղթի վրա հիմնված տպագիր տպատախտակներ, էպոքսիդային թղթի վրա հիմնված տպագիր տպատախտակներ և այլն:
Ապակե կտորի վրա հիմնված տպագիր տպատախտակներ՝ էպոքսիդային ապակյա կտորի վրա հիմնված տպագիր տպատախտակներ, PTFE ապակե կտորի վրա հիմնված տպագիր տպատախտակներ և այլն:
Սինթետիկ մանրաթելից տպագիր տպատախտակ՝ էպոքսիդային սինթետիկ մանրաթելից տպագիր տպատախտակ և այլն:
Օրգանական ֆիլմի ենթաշերտի տպագիր տպատախտակ՝ նեյլոնե ֆիլմի տպագիր տպատախտակ և այլն:
Կերամիկական ենթաշերտի տպագիր տպատախտակներ:
Մետաղական միջուկի վրա հիմնված տպագիր տպատախտակներ:
3. Դասակարգում ըստ կառուցվածքի
Ըստ կառուցվածքի, տպագիր տպատախտակները կարելի է բաժանել կոշտ տպագիր տպատախտակների, ճկուն տպագիր տպատախտակների և կոշտ-ճկուն տպագիր տպատախտակների:

4. Դասակարգվում է ըստ շերտերի քանակի
Ըստ շերտերի քանակի՝ տպագիր տպատախտակները կարելի է բաժանել միակողմանի տախտակների, երկկողմանի տախտակների, բազմաշերտ տախտակների և HDI տախտակների (բարձր խտության փոխկապակցման տախտակներ):
1) միակողմանի
Միակողմանի տախտակը վերաբերում է տպատախտակին, որը միացված է տպատախտակի միայն մի կողմում (զոդման կողմում), և բոլոր բաղադրիչները, բաղադրիչների պիտակները և տեքստային պիտակները տեղադրված են մյուս կողմում (բաղադրիչի կողմում):

Միակողմանի վահանակի ամենամեծ առանձնահատկությունը ցածր գինն է և արտադրության պարզ գործընթացը: Այնուամենայնիվ, քանի որ լարերը կարող են իրականացվել միայն մեկ մակերևույթի վրա, լարերը ավելի բարդ են, և լարերը հակված են ձախողման, ուստի այն հարմար է միայն որոշ համեմատաբար պարզ սխեմաների համար:

2) երկկողմանի
Երկկողմանի տախտակը մետաղալարով ամրացված է մեկուսիչ տախտակի երկու կողմերում, մի կողմը օգտագործվում է որպես վերին շերտ, իսկ մյուս կողմը օգտագործվում է որպես ստորին շերտ: Վերին և ստորին շերտերը էլեկտրականորեն միացված են միջանցքների միջոցով:

Սովորաբար, երկշերտ տախտակի վրա բաղադրիչները տեղադրվում են վերին շերտի վրա; Այնուամենայնիվ, երբեմն բաղադրիչները կարող են տեղադրվել երկու շերտերի վրա, որպեսզի կրճատեն տախտակի չափը: Երկշերտ տախտակը բնութագրվում է չափավոր գնով և հեշտ լարերով: Դա սովորական տպատախտակների մեջ ամենատարածված օգտագործվող տեսակն է:

3) բազմաշերտ տախտակ
Երկու շերտից ավելի տպագիր տպատախտակները միասին կոչվում են բազմաշերտ տախտակներ:

4) HDI տախտակ
HDI տախտակը շղթայի բաշխման համեմատաբար բարձր խտություն ունեցող միացում է, օգտագործելով միկրո-կույր թաղված անցքերի տեխնոլոգիա:

PCB կառուցվածքը
PCB-ն հիմնականում կազմված է պղնձով ծածկված լամինատներից (Copper Clad Laminates, CCL), prepreg (PP թերթ), պղնձե փայլաթիթեղից (Copper Foil), զոդման դիմակ (նաև հայտնի է որպես զոդման դիմակ) (Solder Mask): Միևնույն ժամանակ, մակերեսի վրա բացված պղնձե փայլաթիթեղը պաշտպանելու և եռակցման ազդեցությունն ապահովելու համար անհրաժեշտ է նաև մակերեսային մշակում իրականացնել PCB-ի վրա, իսկ երբեմն այն նաև նշվում է նիշերով:

1) պղնձե լամինատ
Պղնձապատ լամինատը (CCL), որը կոչվում է պղնձապատ լամինատ կամ պղնձապատ լամինատ, տպագիր տպատախտակների արտադրության հիմնական նյութն է: Այն կազմված է դիէլեկտրիկ շերտից (խեժ, ապակե մանրաթել) և բարձր մաքրության հաղորդիչից (պղնձե փայլաթիթեղ)։ կազմված կոմպոզիտային նյութերից.

Միայն 1960 թվականին պրոֆեսիոնալ արտադրողներն օգտագործեցին ֆորմալդեհիդային խեժի պղնձե փայլաթիթեղը որպես հիմք միակողմանի PCB-ներ պատրաստելու համար և դրանք տեղադրեցին ձայնագրիչների, մագնիտոֆոնների, տեսաձայնագրիչների և այլնի շուկա: Հետագայում կրկնակի աճի պատճառով: -կողմնակի միջանցքային պղնձե ծածկույթի արտադրության տեխնոլոգիա, ջերմակայունություն, չափսեր Մինչ այժմ լայնորեն կիրառվում են կայուն էպոքսիդային ապակե հիմքերը: Մեր օրերում լայնորեն կիրառվում են FR4, FR1, CEM3, կերամիկական թիթեղները և տեֆլոնի թիթեղները։

Ներկայումս փորագրման մեթոդով պատրաստված առավել լայնորեն կիրառվող PCB-ն պղնձե ծածկված տախտակի վրա ընտրովի փորագրումն է` անհրաժեշտ սխեմա ստանալու համար: Պղնձով ծածկված լամինատը հիմնականում ապահովում է հաղորդման, մեկուսացման և աջակցության երեք գործառույթ ամբողջ տպագիր տպատախտակի վրա: Տպագիր տպատախտակների կատարողականը, որակը և արտադրության արժեքը մեծապես կախված են պղնձապատ լամինատներից

2) Prepreg
Prepreg-ը, որը նաև հայտնի է որպես PP թերթիկ, բազմաշերտ տախտակների արտադրության հիմնական նյութերից մեկն է: Այն հիմնականում կազմված է խեժից և ամրացնող նյութերից։ Ամրապնդող նյութերը բաժանված են ապակե մանրաթելից կտորի (որը կոչվում է ապակե կտոր), թղթե հիմքի և կոմպոզիտային նյութերի:

Բազմաշերտ տպագիր տպատախտակների արտադրության մեջ օգտագործվող նախածանցների (կպչուն թիթեղների) մեծ մասը որպես ամրացնող նյութ օգտագործում է ապակե կտոր: Բարակ թիթեղային նյութը, որը պատրաստվում է մշակված ապակու կտորը խեժի սոսինձով ներծծելով, այնուհետև ջերմային մշակմամբ նախապես թխված, կոչվում է նախածանց: Նախածանցները փափկվում են ջերմության և ճնշման տակ և պնդանում, երբ սառչում են:

Քանի որ մանվածքի թելերի քանակը ապակե կտորի մեկ միավորի երկարության վրա ծռվածքի և հյուսքի ուղղություններում տարբեր է, կտրելիս պետք է ուշադրություն դարձնել նախածածկի թեքվածքի և հյուսքի ուղղություններին: Ընդհանրապես, աղավաղման ուղղությունը (ուղղությունը, որով ապակե կտորը ոլորված է) ընտրվում է որպես արտադրական տախտակի կարճ կողմի ուղղություն, իսկ հյուսվածքի ուղղությունը արտադրական տախտակի երկար կողմի ուղղությունն է, որպեսզի ապահովի տախտակի հարթությունը: տախտակի մակերեսը և կանխել արտադրական տախտակի ոլորումը և դեֆորմացումը տաքացնելուց հետո:

3) պղնձե փայլաթիթեղ
Պղնձե փայլաթիթեղը բարակ, շարունակական մետաղական փայլաթիթեղ է, որը դրված է տպատախտակի հիմքի վրա: Որպես PCB-ի հաղորդիչ՝ այն հեշտությամբ կապվում է մեկուսիչ շերտին և փորագրվում՝ ձևավորելով միացում:

Ընդհանուր արդյունաբերական պղնձե փայլաթիթեղները կարելի է բաժանել երկու կատեգորիայի՝ գլորված պղնձե փայլաթիթեղ (ՀՀ պղնձի փայլաթիթեղ) և էլեկտրոլիտիկ պղնձե փայլաթիթեղ (ED պղնձե փայլաթիթեղ).
Գլորված պղնձե փայլաթիթեղն ունի լավ ճկունություն և այլ բնութագրեր, և այն պղնձե փայլաթիթեղն է, որն օգտագործվում է փափուկ տախտակի վաղ գործընթացում.
Էլեկտրոլիտիկ պղնձե փայլաթիթեղն ունի արտադրության ավելի ցածր արժեքի առավելություն, քան գլանվածքով պղնձե փայլաթիթեղը

4) Զոդման դիմակ
Զոդման դիմադրողական շերտը վերաբերում է տպագիր տպատախտակի այն հատվածին, որն ունի զոդման դիմացկուն թանաքով:

Զոդման դիմացկուն թանաքը սովորաբար կանաչ է, և մի քանիսն օգտագործում են կարմիր, սև և կապույտ և այլն, ուստի զոդման դիմացկուն թանաքը հաճախ կոչվում է կանաչ յուղ PCB արդյունաբերության մեջ: Այն տպագիր տպատախտակների մշտական ​​պաշտպանիչ շերտ է, որը կարող է կանխել խոնավությունը, հակակոռոզիոն, հակաբորբոսային և մեխանիկական քայքայումը և այլն, բայց նաև կանխել մասերի եռակցումը սխալ վայրերում:

5) Մակերեւութային մշակում
«Մակերևույթը», ինչպես օգտագործվում է այստեղ, վերաբերում է PCB-ի միացման կետերին, որոնք ապահովում են էլեկտրական միացում էլեկտրոնային բաղադրիչների կամ այլ համակարգերի և PCB-ի վրա գտնվող սխեմաների միջև, ինչպիսիք են բարձիկների միացման կետերը կամ կոնտակտային միացումները: Մերկ պղնձի զոդման ունակությունն ինքնին շատ լավ է, բայց այն հեշտությամբ օքսիդանում և աղտոտվում է օդի ազդեցության դեպքում, ուստի պաշտպանիչ թաղանթը պետք է ծածկված լինի մերկ պղնձի մակերեսին:

PCB մակերեսային մշակման ընդհանուր գործընթացները ներառում են կապարի HASL, առանց կապարի HASL, օրգանական ծածկույթ (Organic Solderability Preservatives, OSP), ընկղմվող ոսկի, ընկղման արծաթ, ընկղմվող անագ և ոսկեպատ մատներ և այլն: Շրջակա միջավայրի պաշտպանության կանոնակարգերի շարունակական բարելավմամբ, այնտեղ են Առաջատար HASL գործընթացը աստիճանաբար արգելվել է:

6) կերպարներ
Նիշը տեքստային շերտն է, PCB-ի վերին շերտում այն ​​կարող է բացակայել, և այն սովորաբար օգտագործվում է մեկնաբանությունների համար։

Սովորաբար, շղթայի տեղադրումն ու սպասարկումը հեշտացնելու համար տպագիր տախտակի վերին և ստորին մակերևույթների վրա տպագրվում են անհրաժեշտ պատկերանշանները և տեքստային ծածկագրերը, ինչպիսիք են բաղադրիչների պիտակները և անվանական արժեքները, բաղադրիչների ուրվագծերի ձևերը և արտադրողի լոգոները, արտադրությունը: ժամկետները սպասում են.

Նիշերը սովորաբար տպագրվում են էկրանի տպագրությամբ